Cisco技術(shù)-交換

2019-11-05 01:29:53

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供稿：網(wǎng)友

　Cisco技術(shù)-交換
　　一.以太網(wǎng)
　　以太網(wǎng)是一種能夠使計(jì)算機(jī)進(jìn)行相互傳遞信息的介質(zhì)，它利用二進(jìn)制形成一個(gè)個(gè)字節(jié)（在物理層，其表現(xiàn)形式為電脈沖即電壓）這些字節(jié)在目的地再組合成一幀幀的數(shù)據(jù)。
　　在每個(gè)幀報(bào)頭（幀的起點(diǎn)）中，都含有一個(gè)目的和源MAC（介質(zhì)訪問控制）地址，在以太網(wǎng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備將接收的幀報(bào)頭的MAC地址與自己NIC（網(wǎng)絡(luò)接口卡，即網(wǎng)卡）中的MAC地址對(duì)比，若符合，就向上層傳遞；假如不符合，就丟棄。
　　MAC地址共48位，以3組每組4個(gè)數(shù)字的十六進(jìn)制表示（點(diǎn)分十六進(jìn)制），前6個(gè)數(shù)字表示供給商代碼，后6個(gè)數(shù)字為序列號(hào)。它一般被燒入NIC中。由IEEE（電子和電氣工程師協(xié)會(huì)）治理，分配。
　　以太網(wǎng)的幀格式：
　　1．前同位符號(hào)（由前同位信號(hào)字段（7字節(jié)—由重復(fù)的二進(jìn)制10組成）和幀開始分界符（1字節(jié)—由10重復(fù)直到最后兩位—11，作為結(jié)束位）
　　2．目標(biāo)MAC地址（6字節(jié)）
　　3．源MAC地址（6字節(jié)）
　　4．（1）類型字段（2字節(jié)，標(biāo)識(shí)封裝在幀中的第3曾信息包的類型—以太網(wǎng)II或以太網(wǎng)DIX）
　　（2）長(zhǎng)字段（比類型字段增加了邏輯鏈路控制（LLC）字段—識(shí)別信息包中使用的第3曾協(xié)議，包含DSAP（目的服務(wù)訪問點(diǎn)）和SSAP（源服務(wù)訪問點(diǎn)）以及控制字段。DSAP和SSAP合并就可標(biāo)識(shí)使用中的第3曾協(xié)議類型—IEEE802.3）
　　（3）長(zhǎng)字段（與IEEE802.3類似，無(wú)LLC字段，無(wú)法識(shí)別第3層協(xié)議—Novell以太網(wǎng)）
　　（4）長(zhǎng)字段（與IEEE802.3類似，以AA取代DSAP和SSAP，第3層協(xié)議在OUI（組織唯一標(biāo)識(shí)）字段后的類型字段中表示。OUI是6位的十六進(jìn)制數(shù)，可唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)組織（如Cisco的為00000c，此號(hào)碼也用于MAC地址的供給商代碼中）--以太網(wǎng)SNAP）
　　5．數(shù)據(jù)包
　　6．幀檢驗(yàn)和
　　CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè))，以太網(wǎng)采用的幀傳播的方式。即在同一時(shí)間只能
　　有一臺(tái)終端傳輸數(shù)據(jù)。它先偵測(cè)網(wǎng)路，若有數(shù)據(jù)傳輸，則先等待，直到?jīng)]有數(shù)據(jù)在傳輸，它就開始傳輸其數(shù)據(jù)，其他的終端要傳輸數(shù)據(jù)的話就必須等到網(wǎng)絡(luò)空閑。若兩臺(tái)終端同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，就會(huì)產(chǎn)生沖突，于是雙方就停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并且發(fā)出沖突信號(hào)，這是網(wǎng)絡(luò)上的所有終端停止數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)生沖突的終端執(zhí)行一種時(shí)間延遲來(lái)確保不會(huì)再出現(xiàn)沖突，誰(shuí)的延遲時(shí)間先到零誰(shuí)就先傳輸數(shù)據(jù)。
　　以太網(wǎng)的進(jìn)化：
　　1．快速以太網(wǎng)：100Mb/s，CSMA/CD；
　　2．千兆以太網(wǎng)：1000Mb/s，；
　　3． G-比特以太網(wǎng)：G比特傳輸率；
　　全雙工以太網(wǎng)：只存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，以10BaseT連接，NIC支持。從理論上說(shuō)，可是帶寬增加一倍。
　　沖突域（物理分段）：連接在同一導(dǎo)線上的所有工作站的集合，或者說(shuō)是同一物理網(wǎng)段上所有節(jié)點(diǎn)的集合或以太網(wǎng)上競(jìng)爭(zhēng)同一帶寬的節(jié)點(diǎn)集合。這個(gè)域代表了沖突在其中發(fā)生并傳播的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域可以被認(rèn)為是共享段。在OSI模型中，沖突域被看作是第一層的概念，連接同一沖突域的設(shè)備有Hub，Reperter或者其他進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)制信號(hào)的設(shè)備。也就是說(shuō)，用Hub或者Repeater連接的所有節(jié)點(diǎn)可以被認(rèn)為是在同一個(gè)沖突域內(nèi)，它不會(huì)劃分沖突域。而第二層設(shè)備（網(wǎng)橋，交換機(jī)）第三層設(shè)備（路由器）都可以劃分沖突域的，當(dāng)然也可以連接不同的沖突域。簡(jiǎn)單的說(shuō)，可以將Repeater等看成是一根電纜，而將網(wǎng)橋等看成是一束電纜。
　　廣播域：接收同樣廣播消息的節(jié)點(diǎn)的集合。如：在該集合中的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)廣播幀，則所有其他能收到這個(gè)幀的節(jié)點(diǎn)都被認(rèn)為是該廣播幀的一部分。由于許多設(shè)備都極易產(chǎn)生廣播，所以假如不維護(hù)，就會(huì)消耗大量的帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)的效率。由于廣播域被認(rèn)為是OSI中的第二層概念，所以象Hub，交換機(jī)等第一，第二層設(shè)備連接的節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為都是在同一個(gè)廣播域。而路由器，第三層交換機(jī)則可以劃分廣播域，即可以連接不同的廣播域。
　　多點(diǎn)傳送（組播）：將數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的節(jié)點(diǎn)。
　　*必須要清楚廣播域和沖突域的區(qū)別，這是很要害的！
　　*在很多情況下我們可以將交換機(jī)認(rèn)為是一種網(wǎng)橋，但是，它們之間還是有區(qū)別的，看下面的比較：
　　1．網(wǎng)橋一般只有兩個(gè)端口，而交換機(jī)通常有很多端口；
　　2．網(wǎng)橋的速度比交換機(jī)慢；
　　3．網(wǎng)橋發(fā)送數(shù)據(jù)一般只存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)模式，而交換機(jī)不止一種模式；
　　4．交換機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)比較合理；
　　5．交換機(jī)擁有比網(wǎng)橋更多的功能，比如VLAN，第三層交換等；
　　6．交換機(jī)比網(wǎng)橋擁有更多的存儲(chǔ)器（RAM）容量以存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；
　　7．網(wǎng)橋工作在OSI的第二層，交換機(jī)則在地二，三層工作，等等。
　　交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式：
　　1．直通交換（cut-through）：交換機(jī)在讀取到幀中的DMAC（目的MAC地址）后就執(zhí)行幀轉(zhuǎn)發(fā)，不執(zhí)行FCS（幀校驗(yàn)和），轉(zhuǎn)發(fā)速度快，但是可能轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤幀，浪費(fèi)帶寬，假如網(wǎng)絡(luò)不易產(chǎn)生幀錯(cuò)誤，則可以考慮采用此方式。
　　2．存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store&forward）:以性能為代價(jià)，盡量減少無(wú)效幀。交換機(jī)讀取整個(gè)幀，轉(zhuǎn)發(fā)前驗(yàn)證CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）值，現(xiàn)在新的交換機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成幀的檢驗(yàn)，它可以完全隔離沖突域。
　　3．無(wú)分段交換：讀取幀的前64個(gè)字節(jié)，然后開始轉(zhuǎn)發(fā)幀。
　　4．適應(yīng)性或錯(cuò)誤感應(yīng)交換：自動(dòng)適應(yīng)介質(zhì)的情況，錯(cuò)誤較少時(shí)用直通交換，當(dāng)錯(cuò)誤超過一定值時(shí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。（Cisco的1900交換機(jī)及其軟件不支持此方式）
　　用網(wǎng)橋進(jìn)行分段：
　　網(wǎng)橋用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理分段（注重，它不能進(jìn)行邏輯分段），在網(wǎng)絡(luò)上使用網(wǎng)橋后，同一物理網(wǎng)段上的節(jié)點(diǎn)數(shù)將減少，即可以減少?zèng)_突，提高帶寬的利用率。
　　用交換機(jī)進(jìn)行分段：
　　大致和網(wǎng)橋差不多，但要記住，交換機(jī)的每個(gè)端口是它自己的物理網(wǎng)段（這句話有點(diǎn)不好理解啊，也就是說(shuō)，一個(gè)8口的交換機(jī)上連接了8個(gè)終端，那么我們就說(shuō)有8個(gè)物理網(wǎng)段—也就是8個(gè)沖突域，當(dāng)然，邏輯網(wǎng)段只有一個(gè)；交換機(jī)也可以劃分邏輯網(wǎng)段，這要用到VLAN技術(shù)，這在后面討論）
　　用路由器進(jìn)行分段：
　　基本方式和網(wǎng)橋，交換機(jī)差不多，但是，它還可以進(jìn)行邏輯分段，路由器基于第三層報(bào)頭，目標(biāo)ip尋址，目標(biāo)IPX尋址或目標(biāo)Appletalk尋址作出轉(zhuǎn)發(fā)決定。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播，所以，使用路由器可以形成更多的廣播或邏輯網(wǎng)段。

　　網(wǎng)橋，交換機(jī)，路由器的對(duì)比：
　　網(wǎng)橋交換機(jī) 路由器
　　工作層第二層第二，三層第三層
　　（OSI）
　　可以劃分沖是是是
　　突域
　　可以劃分邏否否（使用VLAN除外）是
　　網(wǎng)段輯
　　可以連接不同否是是
　　網(wǎng)段
　　轉(zhuǎn)發(fā)廣播是是否
　　轉(zhuǎn)發(fā)幀速度快快比較慢
　　選擇網(wǎng)橋，交換機(jī)還是路由器？
　　我想這個(gè)問題是比較難回答的，只能根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇了，由于現(xiàn)在的交換機(jī)比較便宜，而且純粹的網(wǎng)橋已經(jīng)很少了，所以一般建議使用交換機(jī)來(lái)減少?zèng)_突，但是，假如只是一個(gè)幾臺(tái)機(jī)器的小局域網(wǎng)，HUB就可以了，也沒有必要使用交換機(jī)。現(xiàn)在有不少人認(rèn)為在不久的將來(lái)，交換機(jī)將取代路由器，前一陣我和幾個(gè)朋友一起吃飯的時(shí)候還為了這個(gè)問題爭(zhēng)論了半天，的確，現(xiàn)在的交換機(jī)的功能十分強(qiáng)大，而且還出現(xiàn)了第三層交換機(jī)，相比較而言，路由器的轉(zhuǎn)發(fā)幀速度明顯比交換機(jī)慢，價(jià)格也很昂貴，但是，交換機(jī)還是無(wú)法完全取代路由器的。
　　首先，交換機(jī)無(wú)法劃分邏輯網(wǎng)段，即使使用VLAN技術(shù)，還是要有路由器的支持才行；第二，交換機(jī)提供的路徑選擇功能十分有限，無(wú)法象路由器一樣提供強(qiáng)大的路徑選擇功能，這在越來(lái)越壯大的internet上是很重要的，我想誰(shuí)也無(wú)法忍受一個(gè)老是找不到自己想要的東西的網(wǎng)絡(luò)吧！

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